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无人驾驶时代正在到来

2020-04-01 07:21 北京日报

来源标题:无人驾驶时代正在到来

不久前,工信部发布《汽车驾驶自动化分级》推荐性国家标准报批公示。公示将截止到2020年4月9日,拟定于2021年1月1日正式实施。这意味着中国将拥有自己的自动驾驶汽车分级标准。业内认为,明确的分级标准将有助于促进各类自动驾驶汽车的量产与落地进程。

那么,目前世界范围内各级别的自动驾驶汽车究竟发展到什么程度了呢?

自动驾驶是个不同标准的概念

2020年无人驾驶会来吗?如果是5年前,几乎所有人都会给你肯定的回答。英国《卫报》2015年预测:“到2020年,你将会成为一个永远坐在后排的司机”。美国《商业内幕》2016年发表头条文章:“到2020年,将有1000万辆无人驾驶汽车上路。”不仅如此,通用汽车、谷歌Waymo、丰田和本田纷纷宣布,他们将在2020年前后生产自动驾驶汽车。

这一年到了——无人驾驶汽车却没有像人们想象的那样如期到来。我们似乎还不能坐在方向盘后闭上眼睛。相反,科技行业的领袖人物还给出了悲观的预期:无人驾驶领头羊公司Waymo的CEO约翰·科拉菲克表示,未来几十年内,自动驾驶技术还无法做到无处不在,无人驾驶汽车将一直存在限制。苹果公司联合创始人史蒂夫·沃兹尼亚克在2019年10月拉斯维加斯的一个科技会议上直言,完全自动驾驶汽车很可能“在我有生之年”都不会成为现实。

这样的观点并不奇怪,无人驾驶根据其“智能化”程度也被分成若干等级。尽管当下没有人能告诉你何时能不用驾照而拥有一辆可以24小时全天候开到任何地方的自动驾驶汽车,但如果你想在拥堵的高架上稍稍走会儿神抑或是在高速公路上稍稍放松一下双脚,那在今天就可以做到。而这就涉及到自动驾驶的分级标准问题了。

按照工信部发布的《汽车驾驶自动化分级》推荐性国家标准,自动驾驶汽车分为0至5级这样6个等级。

0级,仅提供警告或瞬时辅助(比如紧急制动)。

1级,提供纵向控制(加速及制动)或横向控制(转向)其中的一种辅助功能。

2级,同时提供纵向和横向控制两种辅助驾驶功能。

3级,在一定的条件下自驾系统控制汽车,但当系统请求驾驶员接管时,驾驶员必须接管。3级被认为是辅助驾驶和自动驾驶的分水岭,虽然技术上3级系统可以让驾驶员解放双手甚至闭上眼睛休息,但各国的法律法规还未允许这样的“危险驾驶行为”。

4级,在一定的条件下自驾系统控制汽车,驾驶员也不用接管,可以取消传统为驾驶员设计的方向盘和刹车油门。

5级,“终极”无人驾驶,在任何条件下自驾系统都可以完成驾驶任务。

事实上,工信部发布的《汽车驾驶自动化分级》推荐性国家标准,和国际上流行的汽车工程师协会自动驾驶汽车分级标准,本质上是一致的。

从0级到5级,难度逐级增加,成本也呈指数级增长。比如对于2级的自动驾驶,汽车会配备多个摄像头和毫米波雷达以精确地测量周边障碍物的位置;而对于3级自动驾驶来说,不仅要增加激光雷达,还要求对于决策和控制环节中相同的功能要配备两套完全一样的系统做安全冗余,保证一套系统出现故障时,另一套系统可以无缝衔接驾驶动作。

在市场上,传统的汽车制造商通常从0级的功能入手,通过增加配置逐步向高级别自动驾驶演进;而新兴的玩家,如高科技公司、初创公司通常直接瞄准4级无人驾驶市场。接下来就让我们看看各级自动驾驶发展的现状。

0-2级

高级辅助驾驶

0-2级别的功能通常被称为高级辅助驾驶系统(ADAS),最常见的自适应巡航和车道保持功能,已经从豪华车的顶级选装逐步成为10万元-20万元级别乘用车的主流配置。先进的汽车企业在此基础上也推出了更加“智能”的2+级别功能(也称为2.5)。其中推出时间最早也最具代表性的当属通用在2018款凯迪拉克旗舰车型CT6上推出的超级巡航功能。这款产品使用6个毫米波雷达和4个车外摄像头,搭载高精度地图和驾驶员监测系统(利用车内摄像头观察驾驶员是否疲劳或分神),可以实现高速公路上单车道内在0-140公里/小时速度范围内的自动驾驶。不过为了保证安全,在驾驶过程中驾驶员需要将手放在方向盘上,并保持注意力集中,否则系统会提醒驾驶员接管车辆。

今年3月份,通用宣布超级巡航功能将迎来升级,新版的自驾功能将实现自动变道,即驾驶员拨动转向灯,系统自动判断周围条件并在允许的情况下自动进行变道。

在2+级别的市场中,另一个不得不提的玩家就是作为传统汽车公司“颠覆者”形象出现的特斯拉。特斯拉在全系产品中都搭载了自动驾驶硬件,包括8个摄像头,12个超声波传感器,1个增强型毫米波雷达以及FSD中央控制电脑。和传统汽车不同,用户可以把汽车开回家之后,通过远程购买升级软件,解锁自动驾驶功能。这套Autopilot系统不但可以在高速公路上使用,还可以自主判断当前车道前车是否行驶过慢,并在条件允许的情况下自行完成变道超车,还可以自己上下匝道。这些功能已经超越了传统的汽车制造商的产品。

在2020年3月特斯拉的公告中,Autopilot系统即将支持红绿灯识别,这意味着可能在不远的将来,特斯拉的自动驾驶功能不仅能在封闭的高速高架上使用,还可以开进城区。

3级

部分自动驾驶

3级自动驾驶功能被看作辅助驾驶和自动驾驶的分水岭,它意味着当条件合适时,驾驶员可以将驾驶控制权完全交给自动驾驶系统,做到“脱手”“脱脚”和“脱眼”。当出现自驾系统无法处理的情况时,需要提示驾驶员在10秒内接管车辆。

奥迪在2017年推出全新一代A8,首次使用了激光雷达传感器和一系列高算力芯片,并宣称在高速公路或者封闭道路上(路面表示清晰,且无行人和红绿灯),在60公里/小时以下速度时可以实现自动驾驶功能。然而,技术的领先并没有让人们享受到这项功能:由于各国法规都不允许脱手、打电话、玩手机这样的“危险驾驶”行为,更不承认“自动驾驶系统”成为事故的责任主体,这款旗舰车型的这项顶级配置一直无法推向市场。其实奥迪寄希望于等待各国法规早日为自动驾驶行为正名,但至少到今天,还没有破冰的迹象。有媒体称奥迪的尝试是一个“十亿美元的代价”。

4级

有限场景的自动驾驶

4级开始实现真正的“无人驾驶”,如果驾驶员睡着或者根本没有驾驶员,自动驾驶汽车也可以完成所有的驾驶动作,即使遇到紧急情况,自动驾驶系统也足以将汽车过渡到完全安全的状态。目前4级别存在多个赛道,每个赛道上都有风格不同的玩家:

赛道一:无人出租车

无人驾驶汽车成本昂贵,私人消费者往往承担不起,而作为出租车为大众提供出行服务则被认为是最可行的商业模式之一。众多公司投入大量研发经费以期早日实现商业运营。

在美国亚利桑那州凤凰城的East Valley和加州热闹的South Bay地区, Waymo正在用超过600辆经过改造的无人驾驶汽车为当地居民提供无人驾驶出租车载客服务(Waymo是谷歌母公司Alphabet旗下的无人驾驶公司,目前已开发到第5代无人驾驶汽车)。当地居民只需要下载一个叫做Waymo One的手机App,就可以在指定地点搭乘汽车前往目的地。Waymo提供的出租车服务开始于2018年5月,出租车的驾驶位上仍然坐着一位“安全员”,以保证出现紧急情况时接管车辆完成驾驶;到2019年下半年,Waymo宣布将推出无安全员的真正无人驾驶出租车。

赛道二:商用车——智能重卡运输

虽然无人驾驶出租车的前景让人期待,但其缺点也显而易见:载人的汽车需要在城市内复杂多变的道路环境下行驶,要避让自行车、行人和宠物等难以预知的环境因素,技术难度极大;但卡车是在固定且少量的城际干线(高速公路)和港口码头行驶,做“仓到仓”的货物运输干线物流,环境的复杂性至少小一个量级。国内外有多家初创公司瞄准这一市场进行积极探索。

在美国的亚利桑那州,拥有中国背景的科技公司图森未来从2018年已经开始为一些物流公司客户提供长途物流运输业务。图森未来利用人工智能技术改造的集装箱重型卡车,可以感知前方1公里外的车辆行驶情况,为了适应物流卡车经常夜间行驶的特点,图森与索尼公司合作,利用定制的高质量CMOS摄像头实现了优异的夜间环境感知能力。

赛道三:最后一公里无人配送

第三个落地场景是“最后一公里”的物流配送。众多以物流和外卖为业务的公司(比如美团、京东以及一些初创公司)都在研发无人配送小车以完成固定区域内的包裹和外卖运送服务。

在湖北武汉遭遇新型冠状病毒疫情期间,无人驾驶物流车发挥了不小作用。京东物流研发的智能配送车是最早一批在武汉投入使用的无人车。作为收治新型冠状病毒感染肺炎病人的定点医院,武汉第九医院收治了大批新冠肺炎的确诊患者,处于本次疫情的核心区域,而距离医院600米的京东物流武汉仁和站,几乎撑起了第九医院医疗物资的配送工作。在疫情期间,仁和配送站的到岗率只有60%,无人配送车的出现,极大地降低了工作人员的感染风险和工作压力。京东物流的数据显示,每天有10-20单来自第九医院的订单,其中50%-70%是由无人车配送。

5级

无人驾驶

完全的无人驾驶不仅有助于降低交通事故的发生概率,同时由于用车效率的提升,也将为全球的节能减排做出积极贡献。但正如文章前面所说,我们需要清醒地认识到,完全的自动驾驶环境不仅是技术问题,而且还面临诸多法规和伦理的挑战。

尽管完全自动驾驶社会还需要一段很长的时间,但我们完全没有必要悲观。半个世纪前,美国的登月计划产生了液体燃料火箭、微波雷达、无线电制导、合成材料、高性能电子计算机等一大批高新科技产业,衍生出了包括航空航天、军事、通信、材料、医疗卫生、计算机及其它科技的3000多项应用技术成果。而我们在探索无人驾驶的路上,已经逐步取得了辉煌的成绩,华为创始人任正非把华为研发自动驾驶称作“沿途下蛋”:“无人驾驶就是爬珠峰,爬山过程中,有人可以半路去放羊,有人可以半路去挖矿,有人可以半路去滑雪……把孵化的技术应用到各个领域中,这就是‘沿途下蛋’。”只要我们依旧拥有不断突破自我的信念和对未知世界永无止境的好奇心,我们就能创造未来。

责任编辑:詹雨泉作者:陈枫

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